应用化学研究所在多孔碳材料的仿生合成与高效碳捕集研究上取得新进展-j9九游会真人第一品牌

近日，应用化学研究所稀土分离与应用团队石劲松研究员在化学工程类著名期刊《chemical engineering journal》（if：13.4，中科院工程技术类一区top期刊）上发表了题为“synthesis of biomimetic n-doped porous carbons from gelatin using salt template coupled with chemical activation strategy for co₂ capture”的最新研究成果。我院应用化学研究所为论文第一完成单位与唯一通讯单位，南昌航空大学与江西省科学院联合培养硕士研究生赵亚为论文第一作者，应用化学研究所石劲松研究员为论文通讯作者。

丝瓜络为常见生物质材料，具有三维多孔结构，通过赋予其丝状主体大量微孔，即可构建分级多孔结构。具备这种形貌特征的多孔碳材料也适合用于碳捕集研究，其中的大孔/介孔可作为气体快速扩散通道，而微孔可作为吸附位点。本论文研究工作提出了使用明胶作为碳源、并加入nacl与khco₃对碳材料结构进行导向性合成，成功制备了具有类似丝瓜络的氮掺杂分级多孔材料。研究团队通过进行大量对比与平行实验，发现这种特殊三维结构的形成机理可用溶解-再结晶-自组装-崩塌等关键过程描述，所加入的无机盐起到了硬模板与活化剂的作用。所制备碳材料的比表面积为1130-1874 m²/g，氮元素含量为5.7-7.9 wt%，其常温常压下的co₂吸附量达到3.50 mmol/g。研究团队还总结分析了37种使用不同方法制备碳材料的相关测试结果，发现碳材料在低压下的co₂吸附量与co₂/n₂吸附选择性直接关联，而这也正是在吸附初始阶段最先被饱和的高活性吸附位。以上研究结果将对多孔碳材料的合成与碳捕集研究起到重要的启示作用。

相关论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.159241